数据结构：栈与队列的概念、操作及应用

"该资源是关于数据结构中栈和队列的讲解，主要涵盖了栈的基本概念、特点、抽象数据类型（ADT）定义，以及栈的存储结构和算法实现。同时，简要提及了队列的相关内容。" 在数据结构中，栈（Stack）和队列（Queue）是两种非常基础且重要的线性数据结构。栈以其“后进先出”（Last In, First Out, LIFO）的特性而闻名，而队列则遵循“先进先出”（First In, First Out, FIFO）的原则。这两种数据结构在程序设计中有着广泛的应用。 栈是一种特殊的线性表，只允许在表的一端进行插入和删除操作，这一端称为栈顶。当栈中没有元素时，称为空栈。栈底是固定的，通常用指针bottom指向，而栈顶的动态变化由top指针跟踪。栈的操作主要包括进栈（Push）、出栈（Pop）、读栈顶元素（GetTop）等，这些操作都有严格的顺序约束，比如在栈空时尝试出栈会导致“下溢”错误，而在栈满时尝试进栈会导致“上溢”。 栈的抽象数据类型（ADT）定义了一组基本操作，包括初始化栈（InitStack）、判断栈是否为空（StackEmpty）、元素入栈（Push）、出栈（Pop）、读取栈顶元素但不删除（GetTop）、清空栈（ClearStack）、销毁栈（DestroyStack）、获取栈的长度（StackLength）以及遍历栈中所有元素（StackTraverse）。这些操作提供了对栈的完整控制。 栈的存储结构主要有两种：顺序存储结构和链式存储结构。在顺序存储中，栈可以向下或向上生成，前者在内存中向上生长，后者向下生长。链式存储结构则通过链表实现，栈顶节点始终是最新的插入节点，而栈底节点是链表的开始。这两种存储方式各有优缺点，顺序存储在连续内存空间使用上更高效，但可能遇到上溢问题；链式存储则更灵活，但需要额外的空间存储指针。 除了基本操作，栈在实际应用中有着丰富的应用场景，例如在表达式求值中用于处理运算符优先级，计算机程序调用中的函数调用堆栈，网页浏览历史记录的管理，以及深度优先搜索（DFS）算法等。同样，队列也有其独特的应用，例如任务调度、打印队列、广度优先搜索（BFS）等。 队列的ADT定义类似于栈，但插入（Enqueue）操作发生在队尾，删除（Dequeue）操作发生在队头。队列的主要操作包括初始化队列、判断队列是否为空、元素入队、出队、读队头元素、清空队列、销毁队列以及获取队列长度等。 理解和熟练掌握栈和队列对于提升编程能力，特别是在算法设计和数据管理方面，具有极其重要的作用。